ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Второй закон термодинамики. Энтропия и абсолютная температура из "Химическая термодинамика" Формулировка, использованная Томсоном и позднее Планком, гласит невозможно построить периодически действующую машину, которая бы только охлаждала тепловой резервуар и производила механическую работу (принцип невозможности вечного двигателя второго рода). [c.19] Обе формулировки на первый взгляд имеют мало общего, но фактически они эквивалентны. [c.19] Из постулата Клаузиуса следует теорема коэффициент полезного действия полностью обратимого кругового процесса К не может быть больше коэффициента полезного действия любого другого цикла, который протекает с тем же рабочим телом между теми же температурами. [c.20] Пусть обе машины работают одновременно и в противоположных направлениях. В соответствии с условиями (4.2) результирующая работа должна бы быть равной нулю, но вследствие того, что Q l Ql, дополнительное количество теплоты должно перейти к более нагретому резервуару, что противоречит постулату Клаузиуса. [c.20] Аналогичным образом доказывается теорема Карно коэффициент полезного действия обратимого цикла зависит только от температуры тепловых резервуаров и не зависит от природы рабочего тела. [c.20] Таким образом установлена абсолютная шкала температур, или шкала Кельвина. [c.22] Введем два новых определения. Процесс, проходящий при условии Т = onst, называется изотермическим процессом-, процесс, проходящий при условии d Q =0, называется адиабатическим. Следовательно, для протекания адиабатического процесса система должна быть термически изолирована от окружающей среды. Рассмотрим гомогенную систему и обратимый цикл, состоящий из двух адиабат и двух изотерм цикл Карно). [c.22] Если рассмотреть любой обратимый цикл в координатах Р и У, то можно показать, что его всегда можно представить как сумму бесконечно малых циклов Карно. [c.23] Изменение энтропии, вызванное необратимым процессом теплопроводности, может быть только положительным или (в крайнем случае) равным нулю. [c.26] Это важное соотношение называется неравенством Клаузиуса. При отсутствии необратимых процессов оно сводится к уравнению (4.16). [c.28] Таким образом, энтропия изолированной системы никогда не может уменьшаться. В крайнем случае, если протекают только обратимые процессы, она остается постоянной. Отсюда следует, что энтропия изолированной системы, находящейся в термодинамическом равновесии (т. е. в состоянии, в котором все возможные необратимые процессы в системе уже прошли), имеет наибольшее значение, возможное при данных условиях. Это значение в математическом смысле в большинстве случаев является стационарным. Приведенные рассуждения дополняют второй закон и являются основой для формулировки условий равновесия (гл. И). Если рассматривать вселенную как изолированную систему, то приходим к утверждению Клаузиуса, приведенному в 1. [c.28] Вернуться к основной статье